CN109230158B - 一种中药饮片柜的自动加药方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中药饮片柜的自动加药方法，包括如下步骤：S100、选择需要的中药饮片加入加药筒中，并扫描条形码；S200、加药筒运输并核实药品信息，称重计量；S300、启动自动加药机器人，完成倒药和推药的自动加药过程；S400、对倒空的加药筒运输复位，继续下一味中药饮片的加药工作，通过四个自由度的运动，实现把加药筒送到指定位置并完成倒药的功能，采用自动化控制方式实现加药工作，且在倒药同时会伸出推杆气缸，气缸推动加药筒的加药推板，使流动性差的饮片如叶草花类都确保完全倒入药柜中，同时通过条码和RFID相互关联，实现数据交接确认药品信息，大大减小人工负担，同时提高加药效率。

Description

一种中药饮片柜的自动加药方法

技术领域

本发明涉及制药设备技术领域，具体为一种中药饮片柜的自动加药方法。

背景技术

在中药饮片行业，代替药剂师手抓戥称的人工抓取方式正逐渐被处方自动抓取系统所替代，使抓药的精度和效率成倍提高，但随之也带来了自动化抓取药柜内饮片抓取将尽时需要对内部所装的药材进行补充的问题。如专利201210268543.2所述的药柜，有人工对药柜进行补药有一些问题，比如一些药材如甘草、黄芪等常用药消耗量大，需要频繁补药，工作量大；药柜往往比较高，对上层药柜进行补药需要登高作业，有一定安全隐患；人工对药柜进行补药也存在失误装错药的可能。

自动上料技术在其他领域已经比较常见，比如专利201310739529.0和201310738909.2就提供了一种机械手自动上药方法，但是只适用于西药和中成药及针剂等小包装纸盒依靠自身重力在斜面上滑入药槽，中药饮片因其特点(形状多重多样，材质各异，密度和流动性也都不一致)不能适用。专利201410034205.1提供了一种气动输送中药的方法，但无法避免中药饮片之间的交叉污染。

综上所述，发明出一种适用于中药饮片行业的自动加药方法的需求就变得十分迫切。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种中药饮片柜的自动加药方法，通过机械手根据上位机软件发出的某味饮片斗缺药的指令，抓取需要补充的中药饮片，补充到指定的饮片柜的药斗中，大大减小人工负担，同时提高加药效率，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种中药饮片柜的自动加药方法，包括如下步骤：

S100、选择需要的中药饮片加入加药筒中，并扫描条形码；

S200、加药筒运输并核实药品信息，称重计量；

S300、启动自动加药机器人，完成倒药和推药的自动加药过程；

S400、对倒空的加药筒运输复位，继续下一味中药饮片的加药工作。

进一步地，所述步骤S100具体过程为：选择需要的中药饮片，加入加药筒内部，以不超过加药筒总容量80％为准，之后扫描加药筒上的条形码，确认中药饮片名称。

进一步地，所述步骤S200中运输核实过程具体包括：

将装入饮片的加药筒插入输送装置卡槽内，通过输送装置进行运输；

输送装置上的射频读写天线分别读取加药筒上集成的RFID芯片和卡槽上的条形码，对应读取药品名称；

射频读写天线将数据传输到整个装置的控制系统进行对比确认。

进一步地，所述步骤S200中，称重过程为：输送装置将加药筒运输到称重工位，利用称重工位的压力传感器检测加药筒内中药饮片重量，并将数据上传到控制系统。

进一步地，所述步骤S300中，自动加药机器人包括机械加工横梁和加药筒，所述机械加工横梁上通过伺服电机驱动齿轮移动安装有加药机器人X轴，所述加药机器人X轴上安装有加药机器人Y轴，所述加药机器人Y轴上竖直安装有加药机器人Z轴，且加药机器人Y轴末端还安装有加药机器人θ轴，所述加药机器人θ轴内壁设置有机器人抓手，且加药机器人Y轴上还安装有气缸。

进一步地，所述步骤S300中，自动加药过程具体为：

S301、输送装置将加药筒运输到自动加药机器人的抓取工位；

S302、自动加药机器人的抓取工位的射频读写天线再次读取加药筒的RFID芯片并确认药品信息；

S303、控制系统发出指令，自动抓药机器人的机器人抓手抓取加药筒；

S304、驱动加药机器人X轴、加药机器人Y轴、加药机器人Z轴调节，将加药筒移动至需要加药的饮片药斗前；

S305、转动加药机器人θ轴，使加药筒上沿与饮片药斗下沿接触；

S306、加药机器人Y轴、加药机器人Z轴及加药机器人θ轴同时运动，将中药饮片倒入所需加药的饮片药斗。

进一步地，所述步骤S306中，具体过程为：在加药筒将中药饮片加入饮片药斗的过程中，检测加药筒的倾斜角度，当加药筒倾斜角度达到30°时，自动加药机器人上安装的气缸自动顶出，推动加药筒内的加药推板，将中药饮片完全推出。

进一步地，所述步骤S400中，复位过程为：在加药筒倒空之后，自动加药机器人将加药筒移动到输送装置的回收输送链位置处，回收输送链回收加药筒，自动加药机器人运行到抓取工位，继续下一味药的上药工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的机器人主体结构分别由四部分可以独立运动的部件组成，通过四个自由度的运动，实现把加药筒送到指定位置并完成倒药的功能，采用自动化控制方式实现加药工作，且在倒药同时会伸出推杆气缸，气缸推动加药筒的加药推板，使流动性差的饮片如叶草花类都确保完全倒入药柜中，大大减小人工负担，同时提高加药效率。

附图说明

图1为本发明的加药过程流程示意图；

图2为本发明的加自动加药机器人整体示意图；

图3为本发明的自动加药方法工作流程示意图。

图中标号：

101-中药饮片柜；102-待加药饮片药斗；103-装满加药筒；104-气缸；105-加药机器人本体；

201-加药机器人X轴；202-加药机器人Y轴；203-加药机器人Z轴；204-加药筒；205-加药机器人θ轴；206-机器人抓手；207-机械加工横梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明提供了一种中药饮片柜的自动加药方法，包括如下步骤：

S100、选择需要的中药饮片加入加药筒中，并扫描条形码，在加入中药饮片之后，由于不同的加药筒上设置有不同的条形码，通过扫描加药筒上的条形码，将倒入中药饮片的药名和加药筒相关联起来，确保加入药品的准确性。

所述步骤S100具体过程为：选择需要的中药饮片，加入加药筒内部，以不超过加药筒总容量80％为准，之后扫描加药筒上的条形码，确认中药饮片名称，加入的中药饮片不能超过80％，是为了防止在倒药的时候出现中药饮片洒落的情况。

S200、加药筒运输并核实药品信息，称重计量，在运输之后通过再次扫描的方式来确定加入的中药饮片的种类，并称重计量得到重量参数，便于了解加入的饮片的量。

所述步骤S200中运输核实过程具体包括：

将装入饮片的加药筒插入输送装置卡槽内，通过输送装置进行运输。

其中输送装置由以下几部分组成，分别为机架、电机、辊筒、输送链、RFID天线、电感传感器以及控制单元，其中：电机拖动滚筒及输送链来加药筒循环移动；射频读写天线与加药筒的RFID芯片进行通讯；电感传感器可以检测到加药筒移动到设定的位置，并用气缸进行阻挡，实现精确定位。

输送装置上的射频读写天线分别读取加药筒上集成的RFID芯片和卡槽上的条形码，对应读取药品名称，从而实现系统中加药筒中药名和卡槽序号的关联；

射频读写天线将数据传输到整个装置的控制系统进行对比确认，一方面通过控制系统读取扫描的信息，确认加入中药饮片的信息是否正确，另一方面，通过控制系统来收集扫描之后的信息，便于集中了解加入的中药饮片的数据，用于数据统计和分析，便于后续处理。

所述步骤S200中，称重过程为：输送装置将加药筒运输到称重工位，利用称重工位的压力传感器检测加药筒内中药饮片重量，并将数据上传到控制系统，在输送的同时，利用压力传感器来检测加药筒内部的质量，实现输送和计量同步进行。

S300、启动自动加药机器人，完成倒药和推药的自动加药过程；

如图2所示，所述步骤S300中，自动加药机器人包括机械加工横梁207和加药筒204，所述机械加工横梁207上通过伺服电机驱动齿轮移动安装有加药机器人X轴201，所述加药机器人X轴201上安装有加药机器人Y轴202，所述加药机器人Y轴202上竖直安装有加药机器人Z轴203，且加药机器人Y轴202末端还安装有加药机器人θ轴205，所述加药机器人θ轴205内壁设置有机器人抓手206，且加药机器人Y轴202上还安装有气缸104。

所述机器人抓手206的数量为一个或者多个，且自动加药机器人2的类型不局限于前文所述的形式，如工业六轴机器人结合第七轴导轨的形式，或是多轴机器人安装在AGV车辆上的形式均可。

其中，机器人主体结构分别由四部分可以独立运动的部件组成，通过四个自由度的运动，实现把加药筒204送到指定位置并完成倒药的功能，其中加药机器人X轴201伺服电机驱动齿轮在安装了精密直线导轨和精密齿条的机械加工横梁上水平移动，横梁的长度由所服务的药柜数量决定，加药机器人Y轴202和加药机器人Z轴203由伺服电机驱动同步带组成的精密直线模组构成，实现在Y和Z方向的平移动作；加药机器人θ轴205为伺服电机驱动的转向机构，实现加药筒的旋转倒药的功能；另外，机器人抓手206由压缩空气驱动，用于夹紧或松开加药筒。

所述步骤S300中，自动加药过程具体为：

S301、输送装置将加药筒运输到自动加药机器人的抓取工位；

S302、自动加药机器人的抓取工位的射频读写天线再次读取加药筒的RFID芯片并确认药品信息，防止加错药；

S303、控制系统发出指令，自动抓药机器人的机器人抓手抓取加药筒；

S304、驱动加药机器人X轴、加药机器人Y轴、加药机器人Z轴调节，将加药筒移动至需要加药的饮片药斗前；

S305、转动加药机器人θ轴，使加药筒上沿与饮片药斗下沿接触，对准位置，方便加药；

S306、加药机器人Y轴、加药机器人Z轴及加药机器人θ轴同时运动，将中药饮片倒入所需加药的饮片药斗。

具体调节时，先确定中药饮片柜上的待加药饮片药斗的具体位置，即在XYZ三个轴方向上的坐标，之后先对加药机器人X轴201进行调节，加药机器人X轴201通过伺服电机驱动齿轮在机械加工横梁207上运动，运动到饮片药斗的X轴位置，之后继续调节加药机器人Y轴202，使得抓取的加药筒204移动到和饮片药斗相同的Y轴位置，最后调节加药机器人Z轴203，调节加药筒204的高度，使得加药筒204的位置和饮片药斗内部待加药的中药饮片斗相对应。

所述步骤S306中，具体过程为：在加药筒将中药饮片加入饮片药斗的过程中，检测加药筒的倾斜角度，当加药筒倾斜角度达到30°时，自动加药机器人上安装的气缸自动顶出，推动加药筒内的加药推板，将中药饮片完全推出。

具体的加药过程如图1所示，在加药机器人本体105的作用下，通过气缸104的推动作用，当装满加药筒103接近中药饮片柜101上待加药饮片药斗102的时候，将装满加药筒103内部装满的中药饮片倒入饮片药斗102中，且图1中的虚线箭头表示虚拟轴心点。

其中，加药方式为旋转一定角度再抵近饮片柜，再进行旋转倒药的过程，可以有效防止倒药过程中的遗撒；

加药筒由饮片厂预装满饮片，送到药柜附近库房储存，需要加药时直接插入输送系统中，并且加药筒用过后要求灭菌消毒，防止饮片药材的交叉污染和减少倒药过程对环境的粉尘污染；

自动加药机器人在倒药同时会伸出推杆气缸，气缸推动加药筒的加药推板，使流动性差的饮片如叶草花类都确保完全倒入药柜中，有效防止加药的时候出现饮片残留的情况。

值得说明的是，在本方案中，加药筒作为自动加药的载体，其现状、尺寸不是固定不变的，其他形状和尺寸的饮片加药筒也在本专利保护范围内；

加药推杆推动加药推板的驱动装置类型不局限于气缸，如电动推杆、丝杠螺母机构、齿轮齿条机构等均为本专利保护范围。

S400、对倒空的加药筒运输复位，继续下一味中药饮片的加药工作。

所述步骤S400中，复位过程为：在加药筒倒空之后，自动加药机器人将加药筒移动到输送装置的回收输送链位置处，回收输送链回收加药筒，自动加药机器人运行到抓取工位，继续下一味药的上药工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种中药饮片柜的自动加药方法，其特征在于：包括如下步骤：

S100、选择需要的中药饮片加入加药筒中，并扫描条形码；

S200、加药筒运输并核实药品信息，称重计量；

S300、启动自动加药机器人，完成倒药和推药的自动加药过程；

自动加药机器人包括机械加工横梁(207)和加药筒(204)，所述机械加工横梁(207)上通过伺服电机驱动齿轮移动安装有加药机器人X轴(201)，所述加药机器人X轴(201)上安装有加药机器人Y轴(202)，所述加药机器人Y轴(202)上竖直安装有加药机器人Z轴(203)，且加药机器人Y轴(202)末端还安装有加药机器人θ轴(205)，所述加药机器人θ轴(205)内壁设置有机器人抓手(206)，且加药机器人Y轴(202)上还安装有气缸(104)；

自动加药过程具体为：

S301、输送装置将加药筒运输到自动加药机器人的抓取工位；

S302、自动加药机器人的抓取工位的射频读写天线再次读取加药筒的RFID芯片并确认药品信息；

S303、控制系统发出指令，自动抓药机器人的机器人抓手抓取加药筒；

S304、驱动加药机器人X轴、加药机器人Y轴、加药机器人Z轴调节，将加药筒移动至需要加药的饮片药斗前；

S305、转动加药机器人θ轴，使加药筒上沿与饮片药斗下沿接触；

S306、加药机器人Y轴、加药机器人Z轴及加药机器人θ轴同时运动，将中药饮片倒入所需加药的饮片药斗，具体过程为：在加药筒将中药饮片加入饮片药斗的过程中，检测加药筒的倾斜角度，当加药筒倾斜角度达到30°时，自动加药机器人上安装的气缸自动顶出，推动加药筒内的加药推板，将中药饮片完全推出；

S400、对倒空的加药筒运输复位，继续下一味中药饮片的加药工作。

2.根据权利要求1所述的一种中药饮片柜的自动加药方法，其特征在于：所述步骤S100具体过程为：选择需要的中药饮片，加入加药筒内部，以不超过加药筒总容量80％为准，之后扫描加药筒上的条形码，确认中药饮片名称。

3.根据权利要求1所述的一种中药饮片柜的自动加药方法，其特征在于：所述步骤S200中运输核实过程具体包括：

将装入饮片的加药筒插入输送装置卡槽内，通过输送装置进行运输；

输送装置上的射频读写天线分别读取加药筒上集成的RFID芯片和卡槽上的条形码，对应读取药品名称；

射频读写天线将数据传输到整个装置的控制系统进行对比确认。

4.根据权利要求1所述的一种中药饮片柜的自动加药方法，其特征在于：所述步骤S200中，称重过程为：输送装置将加药筒运输到称重工位，利用称重工位的压力传感器检测加药筒内中药饮片重量，并将数据上传到控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种中药饮片柜的自动加药方法，其特征在于：所述步骤S400中，复位过程为：在加药筒倒空之后，自动加药机器人将加药筒移动到输送装置的回收输送链位置处，回收输送链回收加药筒，自动加药机器人运行到抓取工位，继续下一味药的上药工作。